浅谈面试中的乐观锁与悲观锁

浅谈面试中的乐观锁与悲观锁

乐观锁与悲观锁

• 一、什么是乐观锁(Optimistic Locking)？
• 二、什么是悲观锁(Pessimistic Lock)？
• • • • 悲观锁主要分为共享锁和排他锁
      • 注意
• 三、并发控制

一、什么是乐观锁(Optimistic Locking)？

  乐观锁（Optimistic Lock）顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。
  乐观锁是相对悲观锁而言的，乐观锁假设数据一般情况不会造成冲突，所以在数据进行提交更新的时候，才会正式对数据的冲突与否进行检测，如果冲突，则返回给用户异常信息，让用户决定如何去做。乐观锁适用于读多写少的场景，这样可以提高程序的吞吐量。
  乐观锁采取了更加宽松的加锁机制。也是为了避免数据库幻读、业务处理时间过长等原因引起数据处理错误的一种机制，但乐观锁不会刻意使用数据库本身的锁机制，而是依据数据本身来保证数据的正确性。乐观锁的实现：

  1.CAS 实现：Java 中java.util.concurrent.atomic包下面的原子变量使用了乐观锁的一种 CAS 实现方式。
  2.版本号控制：一般是在数据表中加上一个数据版本号 version 字段，表示数据被修改的次数。当数据被修改时，version 值会 +1。当线程 A 要更新数据时，在读取数据的同时也会读取 version 值，在提交更新时，若刚才读取到的 version 值与当前数据库中的 version 值相等时才更新，否则重试更新 *** 作，直到更新成功。
  注意：乐观并发控制导致事务之间的数据竞争(data race)的概率是非常小的，因此可以尽可能地进行下去，直到提交的时候才去锁定，最后不会产生任何锁与死锁。

二、什么是悲观锁(Pessimistic Lock)？

  悲观锁（Pessimistic Lock）顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会 block 直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做 *** 作之前先上锁。
  同时也可以这样理解：当要对数据库中的一条数据进行修改的时候，为了避免同时被其他人修改，最好的办法就是直接对该数据进行加锁以防止并发。这种借助数据库锁机制，在修改数据之前先锁定，再修改的方式被称之为悲观并发控制【Pessimistic Concurrency Control，缩写“PCC”，又名“悲观锁”】。
  悲观锁，具有强烈的独占和排他特性。它指的是对数据被外界(包括本系统当前的其他事务，以及来自外部系统的事务处理)修改持保守态度。因此，在整个数据处理过程中，将数据处于锁定状态。悲观锁的实现，往往依靠数据库提供的锁机制(也只有数据库层提供的锁机制才能真正保证数据访问的排他性，否则，即使在本系统中实现了加锁机制，也无法保证外部系统不会修改数据)。
  而为什么叫做悲观锁，是因为这是一种对数据的修改持有悲观态度的并发控制方式。总是假设最坏的情况，每次读取数据的时候都默认其他线程会更改数据，因此需要进行加锁 *** 作，当其他线程想要访问数据时，都需要阻塞挂起。悲观锁的实现：

  1.传统的关系型数据库使用这种锁机制，比如行锁、表锁、读锁、写锁等，都是在 *** 作之前先上锁。
  2.Java 里面的同步 synchronized 关键字的实现。

悲观锁主要分为共享锁和排他锁

• 共享锁【shared locks】又称为读锁，简称 S 锁。顾名思义，共享锁就是多个事务对于同一数据可以共享一把锁，都能访问到数据，但是只能读不能修改。
• 排他锁【exclusive locks】又称为写锁，简称 X 锁。顾名思义，排他锁就是不能与其他锁并存，如果一个事务获取了一个数据行的排他锁，其他事务就不能再获取该行的其他锁，包括共享锁和排他锁。获取排他锁的事务可以对数据行读取和修改。

注意

  悲观并发控制实际上是“先取锁再访问”的保守策略，为数据处理的安全提供了保证。但是在效率方面，处理加锁的机制会让数据库产生额外的开销，还有增加产生死锁的机会。另外还会降低并行性，一个事务如果锁定了某行数据，其他事务就必须等待该事务处理完才可以处理那行数据。

三、并发控制

  当程序中可能出现并发的情况时，就需要保证在并发情况下数据的准确性，以此确保当前用户和其他用户一起 *** 作时，所得到的结果和他单独 *** 作时的结果是一样的。这就叫做并发控制。并发控制的目的是保证一个用户的工作不会对另一个用户的工作产生不合理的影响。
  没有做好并发控制，就可能导致脏读、幻读和不可重复读等问题。

  常说的并发控制，一般都和数据库管理系统(DBMS)有关。在 DBMS 中并发控制的任务，是确保多个事务同时增删改查同一数据时，不破坏事务的隔离性、一致性和数据库的统一性。

实现并发控制的主要手段又主要分为乐观并发控制和悲观并发控制两种。
  而我们所知道的悲观锁还是乐观锁，都是人们定义出来的概念，可以认为它是一种构建的思想。其实不仅仅是关系型数据库系统中有乐观锁和悲观锁的概念，像 hibernate、tair、memcache 等都有类似的概念。所以，不应该拿乐观锁、悲观锁和其他的数据库锁等进行对比。乐观锁比较适用于读多写少的情况(多读场景)，悲观锁比较适用于写多读少的情况(多写场景)。